Die Langzeitwirkungen von frühzeitiger Mangelernährung

Mangelernährung in den frühen Lebensjahren ist ein grosses Problem in vielen Entwicklungsländern und eine der Hauptursachen für den Tod von Kleinkindern unter fünf Jahren. Wenn Kinder unterernährt sind, können sie ernsthafte Wachstumsprobleme zeigen, die als Untergewicht und Kleinwuchs bezeichnet werden. Untergewicht bedeutet, dass sie für ihre Grösse zu wenig wiegen, während Kleinwuchs bedeutet, dass sie für ihr Alter kleiner sind als der Durchschnitt. Diese Zustände kommen oft von einer ungenügenden Zufuhr von Nährstoffen, besonders Proteinen. 2020 wurden etwa 150 Millionen Kinder unter fünf Jahren als kleinwüchsig gemeldet. Ausserdem kann schwere Mangelernährung in der frühen Lebensphase zu anhaltenden Gesundheitsproblemen im Alter führen.

Forschung hat gezeigt, dass Mangelernährung in den frühen Jahren schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit haben kann, die ein Leben lang anhalten. Das nennt man ernährungs- oder stoffwechselbedingte Programmierung, was bedeutet, dass der Körper auf eine schlechte Ernährung reagiert und diese Veränderungen weiterhin bestehen bleiben können, auch wenn eine bessere Ernährung bereitgestellt wird. Die ersten 1.000 Tage des Lebens sind entscheidend für Wachstum und Entwicklung. Wenn ein Kind in dieser Zeit kleinwüchsig wird, ist es normalerweise sehr schwierig, das Wachstum später wiederherzustellen.

Neueste Studien haben die Bedeutung von frühen Interventionen hervorgehoben, um Untergewicht und Kleinwuchs bei unterernährten Kindern zu verhindern. Um die negativen Auswirkungen von früher Mangelernährung besser zu verstehen, etablieren Forscher Tiermodelle, insbesondere mit Mäusen, um zu untersuchen, wie sich Mangelernährung im Laufe der Zeit auswirkt. Frühere Arbeiten haben bereits gezeigt, dass man Mäusen eine proteinarme Diät geben kann, um zu verstehen, wie Mangelernährung Wachstum und Stoffwechsel beeinflusst.

#Bekämpfung von Mangelernährung in der frühen Lebensphase

Um die Auswirkungen von früher Mangelernährung auf die Wachstumsrückgewinnung zu studieren, verwendeten die Forscher ein Mausmodell, bei dem juvenile Mäuse eine proteinarme Diät erhielten. Diese Diät wurde von einem jungen Alter bis zu ihrem ungefähr zwei Monate alten Alter gegeben. Die Forscher testeten auch, ob es helfen könnte, den Mäusen anschliessend eine gesunde Ernährung zu geben, um sich von der Mangelernährung zu erholen. Sie verglichen Mäuse, die nach der Mangelernährung eine optimale Diät erhielten, mit denen, die eine weniger ideale Diät bekamen.

In der Studie wurden bestimmte Arten von Mäusen verwendet. Nachdem die Mäuse geboren worden waren, wurden sie unter kontrollierten Bedingungen mit ausreichend Licht und Nahrung gehalten. Die Experimente folgten strengen Richtlinien, um das Wohlergehen der Tiere sicherzustellen, und die Forschung wurde von den entsprechenden Behörden genehmigt.

#Experimenteller Aufbau

Die Forscher teilten die Mäuse in Gruppen ein, um ihre Wachstumsverläufe zu studieren. Einige Mäuse erhielten eine Kontroll-Diät, während andere eine proteinarme Diät erhielten. Die proteinarme Diät war eine spezielle modifizierte Version, um proteinbedingte Mangelernährung widerzuspiegeln. Nach einer bestimmten Zeit auf der proteinarmen Diät wurden einige Mäuse wieder auf die Kontroll-Diät umgestellt. Das Körpergewicht und die Länge der Mäuse wurden wöchentlich gemessen, um ihr Wachstum zu beurteilen.

Die Forscher entnahmen auch Blutproben, um spezifische Hormone im Zusammenhang mit Wachstum und Stoffwechsel zu messen. Dies geschah über mehrere Zeitpunkte hinweg, um zu sehen, wie sich die Diätänderungen auf die Mäuse auswirkten. Die Wachstumsraten von männlichen und weiblichen Mäusen wurden verglichen, um herauszufinden, ob es geschlechtsspezifische Unterschiede gab.

#Wachstumsverhalten bei Mäusen

In den Ergebnissen zeigten männliche und weibliche Mäuse unterschiedliche Wachstumsreaktionen nach einer Mangelernährung. Männliche Mäuse blieben kleinwüchsig, selbst nachdem sie auf eine gesunde Diät umgestellt wurden, während weibliche Mäuse viel schneller zu wachsen schienen. Bei einem Vergleich von Gewicht und Länge zeigten männliche Mäuse, die längere Zeit einer proteinarmen Diät ausgesetzt waren, weiterhin Anzeichen von Kleinwuchs.

Die Forscher schauten sich auch das Gewicht und die Grösse verschiedener Organe und Gewebe der Mäuse an. Männliche Mäuse hatten nach der proteinarmen Diät deutlich kleinere Knochen und Organe im Vergleich zu ihren weiblichen Artgenossen, die weniger Variation zeigten. Das hob einen bemerkenswerten Unterschied hervor, wie männliche und weibliche Mäuse mit früher Mangelernährung umgehen.

#Insulin-ähnlicher Wachstumsfaktor 1 (IGF-1)

Ein wichtiges Hormon beim Wachstum ist der Insulin-ähnliche Wachstumsfaktor 1 (IGF-1), der hauptsächlich von der Leber produziert wird. IGF-1 fördert das Wachstum der Knochen während der Entwicklung und ist typischerweise bei unterernährten Personen niedriger. Nach der Diätumstellung stiegen zwar die IGF-1-Spiegel bei allen unterernährten Mäusen, sie hatten jedoch immer noch Schwierigkeiten, ihre Wachstumsdefizite aufgrund der langfristigen Auswirkungen ihrer frühen Mangelernährung zu überwinden.

Die männlichen Mäuse zeigten während der Phasen der Mangelernährung niedrige IGF-1-Werte, aber die Werte normalisierten sich nach dem Refeeding. Allerdings konnte das das verlorene Wachstum während der Mangelernährung nicht vollständig ausgleichen.

#Behandlung mit Lactiplantibacillus Plantarum WJL

Ein weiterer Aspekt, den die Forscher untersuchten, war, ob ein Probiotikum, Lactiplantibacillus plantarum WJL (LpWJL), das Wachstum bei unterernährten Mäusen verbessern könnte. Frühere Studien deuteten darauf hin, dass dieses Probiotikum das Wachstum während der ernährungsbedingten Wiederherstellung unterstützen könnte. In diesem Fall führte das Hinzufügen von LpWJL während der Refeeding-Phase jedoch nicht zu signifikanten Verbesserungen im Wachstum. Stattdessen schien es keinen zusätzlichen Nutzen zu haben und hob die langfristigen Auswirkungen der frühen Mangelernährung hervor.

#Suboptimale Diäten und deren Auswirkungen

Um die Auswirkungen der Diäten weiter zu untersuchen, testeten die Forscher eine suboptimale Diät nach der proteinarmen. Sie stellten den Mäusen eine Diät zur Verfügung, die nicht optimal, aber auch nicht ganz ungesund war. Sie fanden heraus, dass diese suboptimale Diät den Mäusen helfen konnte, Gewicht zuzunehmen und zu wachsen, obwohl sie proteinarm war. Allerdings war sie mit Problemen wie Glukoseintoleranz verbunden, was bedeutete, dass die Mäuse Schwierigkeiten hatten, ihren Blutzuckerspiegel zu regulieren.

Die Studie betrachtete auch, wie die Reihenfolge der Diäten die Fähigkeit der Mäuse beeinflusste, Glukose zu regulieren. Die Ergebnisse zeigten, dass die Mäuse zwar nach dem Refeeding mit einer suboptimalen Diät bei einigen Wachstumsrückständen aufholen konnten, ihre Fähigkeit zur Regulierung der Glukose jedoch beeinträchtigt war.

#Die doppelte Belastung der Mangelernährung

Die Forscher waren besonders an dem interessiert, was als "doppelte Belastung der Mangelernährung" bezeichnet wird, was sich auf Situationen bezieht, in denen Personen gleichzeitig unterernährt und übergewichtig sind. In ihrer Studie erlaubte das Füttern mit einer suboptimalen Diät nach der Mangelernährung den Mäusen, das Wachstum wiederherzustellen, führte jedoch auch später zu Stoffwechselproblemen.

Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass die Kombination der Effekte von LpWJL mit den suboptimalen Diäten die Glukosetoleranz verschlechterte. Dieses unerwartete Ergebnis deutet darauf hin, dass einige Behandlungen zwar helfen sollen, aber nicht immer effektiv sind und sogar kontraproduktiv sein können, wenn es um komplexe Ernährungsprobleme geht.

#Fazit

Mangelernährung in den frühen Lebensjahren kann schwerwiegende und langanhaltende Folgen haben, insbesondere für Wachstum und Metabolismus. Die Forschung an den Tiermodellen hat wertvolle Einblicke in die Auswirkungen von Mangelernährung auf die Rückgewinnung des Wachstums und die langfristige Gesundheit gegeben. Sie hat auch die Unterschiede in den Wachstumsreaktionen zwischen männlichen und weiblichen Mäusen hervorgehoben sowie die Auswirkungen bestimmter Diäten auf die allgemeine Gesundheit.

Die Bemühungen, sich von Mangelernährung zu erholen, müssen nicht nur sofortige Ernährungsänderungen berücksichtigen, sondern auch die langfristigen Auswirkungen, die diese Veränderungen haben können. Diese Ergebnisse sind entscheidend für die Entwicklung effektiver Interventionen zur Bekämpfung von Mangelernährung und den damit verbundenen Gesundheitsproblemen, insbesondere in vulnerablen Bevölkerungsgruppen wie Kindern in Entwicklungsländern.

Zukünftige Forschungen sollten weiterhin die zugrunde liegenden Mechanismen von Mangelernährung und Erholung untersuchen, Möglichkeiten zur Optimierung von Ernährungsinterventionen erkunden und möglicherweise Behandlungen einsetzen, die gesundes Wachstum und eine gute metabolische Funktion effektiv unterstützen können.